基于多Agent的SMT产品网络化制造系统研究

1 引 言
    随着计算机网络化和以计算机技术为中心的现代集成制造系统的发展，制造业已经由过去单一企业自主生产的模式向以地方、本国乃至全球为主的全球化生产模式。在此过程中，质量与价格不再是客户对产品提出的唯一主要要求。能够满足市场对产品需求的快速反应，成为赢得客户的另一个重要因素，这就要求企业缩短产品的设计和生产周期。以互联网为基础，建立企业之间的网络化制造体系是企业在激烈市场竞争中生存的有效途径。
    SMT作为第四代电子电路封装技术，由于产生在信息时代，它本身的高度数字化、制造过程、及其制造设备现代化等特点，使得在将其纳人网络化制造领域有着良好的技术基础和广阔的发展前景，如何将SMT生产技术和网络化制造有机地结合，就成了摆在我们面前的一项新的课题。
2 基于多Agent的SMT网络化制造技术
2.1 Agent系统
Agent的工作机理
    Agent是近年来在制造领域的一个研究热点，是智能制造的重要部分。所谓Agent是“一些具有特别技能的个体”，对计算机系统而言，它是指“当你试图说明完成一些任务的机器而无须了解它是如何工作时，即将其处理为黑箱时，就称其为Agent”。Agent又称之为智能体。目前较多的研究是集中在多智能体技术(MAT：Multi - Agent Technology)方面。多智能体是一种多智能体构成的分布式自主的智能系统，具有自主性、通讯性、并行性、智能性和柔性，基于协商的决策，能够在相同的环境中采用不同的解决问题的方法。多智能体的工作机理如图1所示。系统由多个智能体构成，各个智能体之间是一种平等的、动态行动的智能单元，它们之间通过通讯Agent进行通讯，并从接收到的信息进行智能分析，推理和决策。当一个单元任务下达时，首先将任务赋予主智能体，主智能体根据任务，通过分析和推理后，将任务分配给各个中间智能体，进行各自的工作，经过智能推理和分析后，再次分配任务给它所拥有的子智能体，各子智能体并行工作，自主的处理所承担的任务以及和其它相关子智能体之间的通讯。由于各子智能体所分配的任务是经过多层细化之后得到的，所以，实现相对简单。在中间智能体和各子智能体进行数据计算和智能分析中，将计算的结果都存放在外部数据区保存数据，并通过自学习智能体积累经验，从经验中学习。

2.2 SMT产品网络化制造的系统框架
(1) SMT产品网络化制造的总体框架
    网络化制造是当前敏捷制造的重要技术，通过网络化技术，可以敏捷，迅速、灵活地组织社会制造资源，把分散在不同地区的现有生产设备资源、智力资源和各种核心能力，针对SMT行业本身的特色，网络化制造的生产模式是一种新的生产组织形式，以适应制造的全球化的发展趋势，具有更强的行业竞争力。
    网络化制造信息系统主要是从信息流的角度，分析网络化制造的各企业如何进行联系与运作。如图2所示为SMT网络化制造的总体结构框架。从图中可以看出，一方面各供应商通过自己企业的企业服务器与INTERNET相连，将信息传送至信息中心，同时从信息中心中得到网络化制造中其它企业的要求与各种信息；而另一方面，SMT生产制造相关的如设计中心、研发中心等企业通过企业服务器与信息中心相连，进行SMT产品的设计、制造、研发等相关过程的信息交流；信息中心同时要将客户要求的产品信息，以及产品销售反馈、网络伙伴能力等信息经过信息中心处理后，通过INTERNET传至网络化制造中相关成员企业；在信息中心信息处理中，提供根据客户产品结合相关的设计方法库，一并送入各相关成员企业中。

    Agent在信息流的处理中，有着其独特的优势。在传统的信息流处理中，信息流是一种单线的流动，而Agent的处理，则是一种网络状的处理模式。在SMT企业之间的数据传输中，采用Agent的信息流处理方式，其结构如图3所示。

(2) SMT产品网络化制造企业内部信息系统框架
    在构架好SMT网络化制造的系统框架后，就需要建立企业内部与INTERNET相连的信息系统框架，本文以SMT产品制造中心和SMT产品设计中心为例来阐述SMT网络化制造企业内部信息系统框架的构架，如图4所示。

由图4可以看出，各职能企业，主要根据自己的职能，通过INTERNET获得相关的信息，如制造中心以获得制造信息为主，根据网络化制造企业内部的标准，进行数据转换，然后加工；而设计中心，根据客户要求的产品性能、制造中心提供的制造条件等，进行分析设计，为制造中心提供制造设计文件。
    基于Agent的企业内部信息流的传递，可以从功能、工作流程等方面来研究，本文给出了从功能的角度来分析的基于Agent的企业信息流框架，如图5所示。从图中可以看出，当和产品相关的信息在企业内流动的时候，各子Agent充分体现了他的智能性和并行性。